JPH03278002A - Optical element and optical pickup device using the same - Google Patents

Optical element and optical pickup device using the same

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JPH03278002A
JPH03278002A JP2061299A JP6129990A JPH03278002A JP H03278002 A JPH03278002 A JP H03278002A JP 2061299 A JP2061299 A JP 2061299A JP 6129990 A JP6129990 A JP 6129990A JP H03278002 A JPH03278002 A JP H03278002A
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grating
optical element
light
ultra
pattern
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Shigeru Aoyama
茂 青山
Tatsuo Ogaki
龍男 大垣
Maki Yamashita
山下 牧
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Omron Corp
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Abstract

PURPOSE:To obtain the optical element having two functions; a lens function and another optical function, by forming synthetic grating patterns constituted of two kinds of the grating patterns which vary from each other and are superposed on each other on a substrate. CONSTITUTION:The synthetic grating pattern constituted of two kinds of the grating patterns which vary from each other and are superposed on each other are formed on the substrate 10. The gratings are obtd. by a relief type (or corrugation type) which generates the diffraction of light by the projecting lines and recessed grooves on the surface of the substrate 10 or a distributed index type which generates the diffraction of light by a change in the refractive index of the substrate. The optical element having the two functions; a lens function and another optical function, is obtd. in this way.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背策 技術分野 この発明は、光学素子およびそれを用いた光ピックアッ
プ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to an optical element and an optical pickup device using the same.

従来技術 光ディスク等の光学的記録媒体に記録されているデータ
または情報を読取るための光ピックアップ装置は、光源
としての半導体レーザ、半導体レーザからの出射光をコ
リメートするためのレンズ、光学的“記録媒体上に光ス
ポットを形成するための対物レンズ、対物レンズを通し
て得られる記録媒体からの反射光を検知する受光素子等
に加えて、使用するフォーカシング・エラー検出法およ
びトラッキング・エラー検出法に応じて、グレーティン
グ、偏光ビーム・スプリッタ、シリンドリカル・レンズ
等の多くの光学素子を備えている。
Prior Art An optical pickup device for reading data or information recorded on an optical recording medium such as an optical disk includes a semiconductor laser as a light source, a lens for collimating the emitted light from the semiconductor laser, and an optical recording medium. In addition to an objective lens for forming a light spot on the top, a light receiving element for detecting the reflected light from the recording medium obtained through the objective lens, etc., depending on the focusing error detection method and tracking error detection method used, It is equipped with many optical elements such as gratings, polarizing beam splitters, and cylindrical lenses.

光ピックアップ・デイバイスはこれらの多くの光学素子
を組合せて構成されるので、光軸調整等を含む組立作業
がかなり煩雑である。
Since the optical pickup device is constructed by combining many of these optical elements, assembly work including optical axis adjustment etc. is quite complicated.

発明の概要 発明の目的 この発明は、レンズ機能ともう1つの光学的機能の2つ
の機能をもつ光学素子を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION OBJECTS OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical element having two functions: a lens function and another optical function.

この発明はまた。2つの光学的機能をもつ光学的素子を
用い1組立作業の簡略化と小型化を図ることのできる光
ピックアップ装置を提供することを目的とする。
This invention also. It is an object of the present invention to provide an optical pickup device that can simplify one assembly operation and downsize by using an optical element having two optical functions.

発明の構成9作用および効果 この発明による光学素子は、互いに異なる2種類のグレ
ーティング・パターンが1ffi畳されて構成される合
成グレーティング・パターンが基板に形成されているこ
とを特徴とする。
Arrangement 9 of the Invention Functions and Effects The optical element according to the present invention is characterized in that a composite grating pattern is formed on the substrate by 1ffi folding of two different types of grating patterns.

グレーティングは、基板表面の凸条と凹溝によって光の
回折を生じさせるレリーフφタイプ(もしくはコルゲー
ション・タイプ)または基板の屈折率の変化によって光
の回折を生じさせる屈折率分布タイプによって実現され
る。
The grating is realized by a relief φ type (or corrugation type) that causes light diffraction by the protrusions and grooves on the substrate surface, or a refractive index distribution type that causes light diffraction by changing the refractive index of the substrate.

2種類のグレーティング中パターンのうちの一方をフレ
ネルψレンズφパターンとすることにより、光の集光作
用またはコリメート作用(すなわちレンズ機能)が実現
される。2Fl類のグレーティング・パターンのうちの
他方を等間隔の直線状グレーティング・パターンとする
ことにより。
By setting one of the two types of grating patterns to be a Fresnel ψ lens φ pattern, a light condensing effect or a collimating effect (that is, a lens function) is realized. By making the other of the 2Fl type grating patterns a linear grating pattern with equal intervals.

この光学素子によって上記のレンズ機能と直線状グレー
ティングによる光の回折機能とが実現される。
This optical element realizes the above lens function and the light diffraction function of the linear grating.

2種類のグレーティング中パターンのうちの一方をフレ
ネル・レンズ・パターン、他方を不等間隔の直線状グレ
ーティング・パターンとすることにより、1点に集光す
るレンズ機能と直線状に集光するシリンドリカル・レン
ズ機能の両方を実現することができる。したがって、こ
の光学素子に平行光を入射すると非点収差が生じる。
By making one of the two types of grating patterns a Fresnel lens pattern and the other a non-uniformly spaced linear grating pattern, a lens function that focuses light on a single point and a cylindrical lens function that focuses light in a straight line can be achieved. Both lens functions can be achieved. Therefore, when parallel light is incident on this optical element, astigmatism occurs.

入射光の1波長から1/2波長の間の周期をもつ高密度
グレーティングは特定の偏光方向の入射光にブラッグ回
折を生じさせる。すなわち、高密度グレーティングは偏
光ビーム−スプリッタまたは偏光フィルタとして作用す
る。2種類のグレーティング中パターンのうちの一方を
フレネル・レンズ・パターン、他方を高密度グレーティ
ング・パターンとすることにより、レンズ機能と偏光ビ
ーム・スプリッタ機能とをもつ光学素子が実現する。
A dense grating with a period between 1 wavelength and 1/2 wavelength of the incident light causes Bragg diffraction in the incident light in a particular polarization direction. That is, the dense grating acts as a polarizing beam-splitter or filter. By setting one of the two types of grating patterns to be a Fresnel lens pattern and the other to be a high-density grating pattern, an optical element having a lens function and a polarizing beam splitter function is realized.

この発明による光学素子は、入射光の波長の1/2以下
の周期をもちかつ互いに直交する2種類の超高密度グレ
ーティングを備えている。これら2種類の超高密度グレ
ーティングの厚さは等しく設定されている。第1の種類
の超高密度グレーティングは、その包絡線パターンが、
入射光の1波長以上の間隔の第3のグレーティング形状
を表わすように配置されている。第2の種類の超高密度
グレーティングは第3のグレーティングの溝に相当する
部分に設けられている。
The optical element according to the present invention includes two types of ultra-high-density gratings that have a period of 1/2 or less of the wavelength of incident light and are orthogonal to each other. The thicknesses of these two types of ultra-high density gratings are set to be equal. The first type of ultra-high density grating has an envelope pattern of
The gratings are arranged to represent third grating shapes spaced apart by one or more wavelengths of incident light. The second type of ultra-high density grating is provided in a portion corresponding to the grooves of the third grating.

周期が入射光の波長の1/2以下の周期をもつ超高密度
グレーティングは複屈折率特性をもつ。
An ultra-high density grating with a period less than 1/2 of the wavelength of incident light has birefringence characteristics.

したがって、第1の種類の超高密度グレーティングにお
けるグレーティングに直交する方向の屈折率と、第2の
種類の超高密度グレーティングにおけるグレーティング
に平行な方向の屈折率とが等しくなるように、これら2
種類の超高密度グレーティングのデユーティ比を決定し
ておくと、第3のグレーティングによって、第3のグレ
ーティングに平行な方向に偏光された光のみが回折され
Therefore, the refractive index of the first type of ultra-high density grating in the direction perpendicular to the grating is equal to the refractive index of the second type of ultra-high density grating in the direction parallel to the grating.
When the duty ratio of a type of ultra-high density grating is determined, only light polarized in a direction parallel to the third grating is diffracted by the third grating.

他の方向の偏光成分をもつ光は透過する。このようにし
て、偏光ビーム・スプリッタ機能が達成される。
Light with polarization components in other directions is transmitted. In this way, a polarizing beam splitter function is achieved.

第3のグレーティングを不等間隔グレーティングとする
ことにより、シリンドリカル・レンズの機能が達成され
る。
By making the third grating a non-uniformly spaced grating, the function of a cylindrical lens is achieved.

この発明による上述した光学素子は光ピックアップ装置
に利用することができる。これらの光学素子は2種類の
光学的機能をもつので、光ピックアップ装置の小型化を
図ることができるとともに9組立てが8昌となる。
The above-described optical element according to the present invention can be used in an optical pickup device. Since these optical elements have two types of optical functions, it is possible to reduce the size of the optical pickup device, and the number of assemblies of nine can be reduced to eight.

好ましい実施例の説明 第1図および第2図はこの発明による光学素子の第1の
実施例を示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of an optical element according to the invention.

入射光に対して透明な基板10の一表面上に、マイクロ
拳フレネル・レンズのための輪帯状のグレーティング(
フレネル・レンズ−パターンという)11と、直線状の
グレーティング12とが形成されている。これらのグレ
ーティング11および12はレリーフ・タイプのもので
あり1周期的に交互に繰返す凸条と凹溝とからなる。
On one surface of the substrate 10 that is transparent to incident light, a ring-like grating (
A Fresnel lens pattern 11 and a linear grating 12 are formed. These gratings 11 and 12 are of a relief type and consist of protrusions and grooves that are alternately repeated in one cycle.

より分りやすくするために、マイクロ・フレネル・レン
ズおよび直線状グレーティングがそれぞれ第3a図およ
び第3b図に示されている。第3a図において、マイク
ロeフレネル・レンズのグレーティング11は、外周に
いくほどグレーティング周期が小さくなっており、かつ
ブレーズ化されている。直線状グレーティング11は、
第3b図に示すように、一定の周期へをもつステップ・
タイプのものである。これらの2種類のグレーティング
11と12が、それらの凹溝を優先した形態で重ね合わ
されることにより、第1図および第2図に示す光学素子
1のグレーティング(合成グレーティング・パターン)
が構成されている。グレーティング11および12の周
期は入射光の波長λ以上である。
For better clarity, a micro Fresnel lens and a linear grating are shown in Figures 3a and 3b, respectively. In FIG. 3a, the grating 11 of the micro-e Fresnel lens has a grating period that becomes smaller toward the outer periphery, and is blazed. The linear grating 11 is
As shown in Figure 3b, the steps with a constant period
It is of type. By overlapping these two types of gratings 11 and 12 with priority given to their grooves, the grating of the optical element 1 shown in FIGS. 1 and 2 (synthetic grating pattern) is obtained.
is configured. The period of the gratings 11 and 12 is equal to or longer than the wavelength λ of the incident light.

フレネル争しンズ争パターンをステ・ノブ(矩形)状と
してもよいし、直線状グレーティングをブレーズ化して
もよいのはいうまでもない。
Needless to say, the Fresnel grating pattern may be shaped like a stem knob (rectangular), or the linear grating may be made into a blaze.

コリメートされた光がこの光学素子1に入射すると、そ
の入射光はフレネル・レンズ・パターン11によって回
折され、その1次回折光はフレネル・レンズ・パターン
11によって定まる焦点位置に集光する。このコリメー
ト入射光は直線状グレーティング12によっても回折さ
れる。直線状グレーティング12による2次以上の回折
光を無視し、透過光(0次光)および±1次の回折光を
考える。直線状グレーティング12の透過光は第2図に
鎖線で示すようにフレネル・レンズ・パターン11によ
って集光される。直線状グレーティングI2の+1次の
回折光および一1次の回折光も、第2図に破線で示すよ
うに、フレネル・レンズ・パターン11によって透過光
とは別の点に集光される。このようにして、光学素子1
は入射光を3個の光ビームに分割し、かつこれらの3個
の光ビームをそれぞれ異なる点に集光するように作用す
る。
When collimated light enters this optical element 1, the incident light is diffracted by the Fresnel lens pattern 11, and the first-order diffracted light is focused at a focal position determined by the Fresnel lens pattern 11. This collimated incident light is also diffracted by the linear grating 12. Ignoring second-order or higher-order diffracted light by the linear grating 12, transmitted light (zero-order light) and ±1st-order diffracted light are considered. The light transmitted through the linear grating 12 is focused by the Fresnel lens pattern 11 as shown by the chain line in FIG. The +1st-order diffracted light and the 11th-order diffracted light of the linear grating I2 are also focused by the Fresnel lens pattern 11 at a different point from the transmitted light, as shown by broken lines in FIG. In this way, the optical element 1
acts to split the incident light into three light beams and to focus each of these three light beams on different points.

直線状グレーティング12における透過光と±1次回折
光の強度は、このグレーティング11のデユーティ比a
/Δによって定められる。ここでAはグレーティングの
周期、aは凸条部分の幅である。+1次または一1次の
回折効率ηは次式で表わされる。
The intensity of the transmitted light and the ±1st-order diffracted light in the linear grating 12 is determined by the duty ratio a of this grating 11.
/Δ. Here, A is the period of the grating, and a is the width of the protruding portion. The +1st order or 11th order diffraction efficiency η is expressed by the following equation.

η−(4/π2) 51n2[(a/A) πl第4図
は光学素子1の変形例を示している。ここではフレネル
・レンズ拳パターン11と直線状グレーティング12が
それらの凸条を重ね合わせるようにして基板10上に形
成されている。
η-(4/π2) 51n2[(a/A) πl FIG. 4 shows a modification of the optical element 1. Here, a Fresnel lens pattern 11 and a linear grating 12 are formed on a substrate 10 so that their protrusions overlap.

第5図は上述した光学素子1を利用して構成される光ピ
ックアップ装置の構成例を示している。
FIG. 5 shows a configuration example of an optical pickup device constructed using the optical element 1 described above.

光源としての半導体レーザ8から出射するレーザ光は広
がりながら光学素子1に入射する。光学素子1はこのレ
ーザ光を3つの光ビームに分割しかつそれぞれをコリメ
ートするように作用する。
Laser light emitted from a semiconductor laser 8 serving as a light source enters the optical element 1 while spreading. The optical element 1 acts to split this laser light into three light beams and collimate each of them.

半導体レーザ8の出射レーザービームは楕円形の断面を
もつので、このレーザ・ビームを円形断面のコリメート
光に整形できるように、プリズム等からなる整形光学系
を設けるか、または光学素子1のフレネル中レンズ・パ
ターンを楕円形にすることが好ましい。
Since the laser beam emitted from the semiconductor laser 8 has an elliptical cross section, a shaping optical system consisting of a prism or the like is provided to shape the laser beam into a collimated beam with a circular cross section, or the Fresnel beam of the optical element 1 is Preferably, the lens pattern is oval.

光学素子1から得られる3つの光ビームはビーム・スプ
リッタ15を経て対物レンズ7によって光デイスク9上
のそれぞれ異なる位置に集光される。光ディスク9から
の3つの反射光は対物レンズ7を経てビーム・スプリッ
タ15で偏光され、受光レンズ18によって3個の受光
素子17.1111および19上にそれぞれ集光される
。中央の受光素子17は相互に独立した4個の受光部分
を有し、この受光素子17の出力信号から読取信号およ
びフォーカシング・エラー信号が生成される。他の2個
の受光素子18および19の出力信号からトラッキング
・エラー信号が生成される。
Three light beams obtained from the optical element 1 pass through a beam splitter 15 and are focused by an objective lens 7 onto different positions on the optical disk 9. The three reflected lights from the optical disk 9 pass through the objective lens 7, are polarized by the beam splitter 15, and are focused by the light receiving lens 18 onto the three light receiving elements 17, 1111 and 19, respectively. The central light-receiving element 17 has four mutually independent light-receiving parts, and a read signal and a focusing error signal are generated from the output signal of this light-receiving element 17. A tracking error signal is generated from the output signals of the other two light receiving elements 18 and 19.

第6図および第7図はこの発明の第2の実施例を示すも
のである。
FIGS. 6 and 7 show a second embodiment of the invention.

これらの図において、透明基板20の一表面上に、フレ
ネル−レンズ・パターン21と不等間隔の直線状グレー
ティング22とがそれらの凹溝を優先するようにして重
ね合わされて形成されている。
In these figures, a Fresnel lens pattern 21 and nonuniformly spaced linear gratings 22 are overlaid on one surface of a transparent substrate 20 so that their grooves are prioritized.

不等間隔グレーティング22は、この実施例では。Unequally spaced gratings 22 are used in this embodiment.

基板20の一側から他側に向ってグレーティング間隔(
周期)が小さくなるものである。不等間隔グレーティン
グの他の例としては1両側部から中央部に向ってグレー
ティング間隔が狭くなるもの。
From one side of the substrate 20 to the other side, the grating interval (
period) becomes smaller. Another example of unevenly spaced gratings is one in which the grating spacing becomes narrower from one side toward the center.

逆に両側部から中央部に向ってグレーティング間隔が広
くなるもの2等を挙げることができる。
On the other hand, there is a second example in which the grating interval becomes wider from both sides toward the center.

このような光学素子2に平行光が入射すると。When parallel light enters such an optical element 2.

グレーティング22の透過光は、第6図に鎖線で示すよ
うに、フレネル・レンズ・パターン21によってその先
軸上に集光される。グレーティング22による1次の回
折光は、第6図に破線で示すように、フレネル・レンズ
の光軸からずれた位置に集光されるが、この集光される
光には非点収差が生じる。不等間隔グレーティング22
がシリンドリカル・レンズの機能を果たし、光軸に直交
する2方向で焦点距離が異なるからである。
The light transmitted through the grating 22 is focused on its front axis by the Fresnel lens pattern 21, as shown by the chain line in FIG. The first-order diffracted light by the grating 22 is focused at a position offset from the optical axis of the Fresnel lens, as shown by the broken line in Figure 6, but astigmatism occurs in this focused light. . Unequally spaced grating 22
This is because the lens functions as a cylindrical lens and has different focal lengths in two directions perpendicular to the optical axis.

第8図は上述した光学素子2を一構成要素として含む光
ピックアップ装置の構成を示している。
FIG. 8 shows the configuration of an optical pickup device including the above-mentioned optical element 2 as one component.

半導体レーザ8の出射光は光学素子2に入射し、この光
学素子2の不等間隔グレーティング22を透過する光(
0次光)がフレネル・レンズ・パターン21によってコ
リメートされる。フレネル・レンズ・パターンは上述の
ように楕円形であることが好ましい。このコリメート光
は対物レンズ7によって集光され、光デイスク9上に光
スポットを形成する。光ディスク9からの反射光は対物
レンズ7を経てコリメートされ、光学素子2に入射する
。この反射光の光学素子2による1次回折光(不等間隔
グレーティング22による1次回折光)を受光する位置
に受光素子27が配置されている。
The emitted light from the semiconductor laser 8 enters the optical element 2, and the light (
0th order light) is collimated by the Fresnel lens pattern 21. Preferably, the Fresnel lens pattern is elliptical as described above. This collimated light is focused by the objective lens 7 and forms a light spot on the optical disk 9. The reflected light from the optical disk 9 is collimated through the objective lens 7 and enters the optical element 2 . A light-receiving element 27 is arranged at a position to receive the first-order diffracted light of this reflected light by the optical element 2 (first-order diffracted light by the unevenly spaced grating 22).

受光素子27は4個の独立した受光部を錫え、この受光
素子27からの4つの受光信号を用いて非点収差法によ
りフォーカシング・エラー信号が作成される。すなわち
、対物レンズ7と光ディスク9との距離りが対物レンズ
7の焦点距離に等しいときには、光ディスク9からの反
射光は対物レンズ7で正しくコリメートされて光学素子
2に入射するので、受光素子27上には円形の光スポッ
トが形成される。距離りに変動があると9反射光は対物
レンズ7によって正しくコリメートされず、光学素子2
に斜めに入射することになるので、受光素子27の受光
面上の光スポットは楕円形となる。
The light-receiving element 27 has four independent light-receiving parts, and a focusing error signal is created by the astigmatism method using the four light-receiving signals from the light-receiving element 27. That is, when the distance between the objective lens 7 and the optical disc 9 is equal to the focal length of the objective lens 7, the reflected light from the optical disc 9 is correctly collimated by the objective lens 7 and enters the optical element 2, so that the light reflected from the optical disc 9 is correctly collimated by the objective lens 7 and enters the optical element 2. A circular light spot is formed. If there is a change in the distance, the reflected light 9 will not be correctly collimated by the objective lens 7, and the optical element 2
Since the light is incident obliquely on the light receiving element 27, the light spot on the light receiving surface of the light receiving element 27 becomes elliptical.

トラッキング・エラー信号はプッシュプル法(ファーフ
ィールド法)を用いて作成される。すなわち、受光素子
27の4個の受光部を2つのグループに分け、各グルー
プの和信号の差をとることによりトラッキング・エラー
信号が生成される。読取信号は4個の受光部の出力信号
の和をとることにより生成される。
The tracking error signal is created using a push-pull method (far-field method). That is, a tracking error signal is generated by dividing the four light receiving sections of the light receiving element 27 into two groups and taking the difference between the sum signals of each group. The read signal is generated by summing the output signals of the four light receiving sections.

上記実施例では1円状または楕円状のグレーティング・
パターンと直線状のグレーティング・パターンの組合せ
により光学素子の合成グレーティング・パターンが形成
されているが、これらのパターン形状は任意である。た
とえば直線状グレーティングに代えて円弧状パターンの
グレーティングを用いてもよい。
In the above embodiment, a circular or elliptical grating
A composite grating pattern of an optical element is formed by a combination of a pattern and a linear grating pattern, but the shape of these patterns is arbitrary. For example, a grating with an arcuate pattern may be used instead of a linear grating.

第9図から第11図はこの発明の第3の実施例を示して
いる。
9 to 11 show a third embodiment of the invention.

これらの図において、入射光の波長をλとした場合1周
期がλ〜λ/2の範囲の高密度の直線状グレーティング
32がフレネル・レンズ・パターン31に重畳されて構
成された(lII線状グレーティング32の厚さをフレ
ネル・レンズ・パターンの厚さで変調した形の)合成グ
レーティング・パターンが基板30上に形成されている
。高密度直線状グレーティング32の周期が波長λ以下
であるので。
In these figures, when the wavelength of the incident light is λ, a high-density linear grating 32 with one period in the range of λ to λ/2 is superimposed on a Fresnel lens pattern 31 (III linear grating). A composite grating pattern is formed on the substrate 30 (the thickness of the grating 32 is modulated by the thickness of the Fresnel lens pattern). This is because the period of the high-density linear grating 32 is less than or equal to the wavelength λ.

このグレーティング32では上述した意味での光の回折
は生じない。
This grating 32 does not cause light diffraction in the above-mentioned sense.

高密度グレーティング32をもつ光学素子3は。The optical element 3 has a high-density grating 32.

集光作用をもつ偏光ビーム・スプリッタとして使用され
る。第12図に示すように、入射光に対してブラッグの
回折条件を満足するように光学素子3を斜めに配置する
。この光学素子3の高密度グレーティング32のグレー
ティング方向(グレーティングの長手方向;Z方向)に
偏光された光はブラッグ回折によって破線で示すように
回折されかつフレネル書レンズによって集光される。他
の偏光方向の光は、鎖線で示すように、ブラッグ回折さ
れずフレネル・レンズによって単に集光される。このよ
うに、この光学素子3は入射光を偏光方向に応じて分離
しく偏光分離作用)かつ集光する機能をもつ。高密度グ
レーティングの偏光分離作用については、 N、G、M
oharas et al。
Used as a polarizing beam splitter with a focusing function. As shown in FIG. 12, the optical element 3 is arranged obliquely so that the Bragg diffraction condition is satisfied with respect to the incident light. Light polarized in the grating direction (longitudinal direction of the grating; Z direction) of the high-density grating 32 of the optical element 3 is diffracted by Bragg diffraction as shown by the broken line, and is focused by the Fresnel lens. Light in other polarization directions is simply focused by the Fresnel lens without undergoing Bragg diffraction, as shown by the dashed line. In this way, the optical element 3 has the function of separating incident light according to the polarization direction (polarization separation function) and focusing the light. Regarding the polarization separation effect of high-density gratings, N, G, M
oharas et al.

”o+rrraction characterlst
lcs of photoresistsurraee
−re+1er gra目ngs 、 Appljed
 Op口cs。
”o+rraction character
lcs of photoresistsurraee
-re+1er gras ngs, Appljed
Op mouth cs.

Vol、23. No、18.15 Septembe
r 19g4. pp3214−3220を参照。
Vol, 23. No, 18.15 September
r 19g4. See pp3214-3220.

第13図は光学素子3を光磁気ディスクからデータを読
取る光ピックアップ装置に応用した例を示している。
FIG. 13 shows an example in which the optical element 3 is applied to an optical pickup device that reads data from a magneto-optical disk.

半導体レーザ8の出射光はコリメータ・レンズ33でコ
リメートされ、偏光ビーム・スプリッタ34を経て直線
偏光となり、対物レンズ7によって光磁気ディスク9A
上に集光する。光磁気ディスク9Aに投射された直線偏
光の光はディスク9A面上の磁気記録によってその偏光
面が回転する(にerr効果、 parady効果)。
The emitted light from the semiconductor laser 8 is collimated by the collimator lens 33, passes through the polarizing beam splitter 34, becomes linearly polarized light, and is sent to the magneto-optical disk 9A by the objective lens 7.
Focus the light upward. The plane of polarization of the linearly polarized light projected onto the magneto-optical disk 9A is rotated by magnetic recording on the surface of the disk 9A (err effect, parady effect).

光磁気ディスク9Aからの反射光は対物レンズ7でコリ
メートされ。
The reflected light from the magneto-optical disk 9A is collimated by the objective lens 7.

偏光ビーム−スプリッタ34によって受光光学系に導か
れる。受光光学系は1/2波長板35.シリンドリカル
・レンズ3B、光学素子3および2つの受光素子37.
38を含む。受光素子37は4個の独立した受光部を含
んでいる。シリンドリカル・レンズ36と光学素子3の
フレネル・レンズとによって非点収差が生じ、その光が
受光素子37によって受光される。したがって、受光素
子37の出力信号に基づいて、上述したように、非点収
差法によるフォーカシング・エラー信号およびプッシュ
プル法によるトラッキング・エラー信号が生成される。
The polarizing beam splitter 34 directs the light to the receiving optical system. The light receiving optical system is a 1/2 wavelength plate 35. Cylindrical lens 3B, optical element 3 and two light receiving elements 37.
Contains 38. The light receiving element 37 includes four independent light receiving sections. Astigmatism is produced by the cylindrical lens 36 and the Fresnel lens of the optical element 3, and the light is received by the light receiving element 37. Therefore, as described above, a focusing error signal based on the astigmatism method and a tracking error signal using the push-pull method are generated based on the output signal of the light receiving element 37.

一方、光学素子3によってブラッグ回折された光は受光
素子38に受光される。受光素子37と38の出力信号
の差に基づいて、偏光面の回転、すなわち磁気記録デー
タを表わす信号が得られる。符号39は光磁気ディスク
9Aへのデータの記録時に用いられる磁石(または電磁
石)を示す。
On the other hand, the light Bragg diffracted by the optical element 3 is received by the light receiving element 38. Based on the difference between the output signals of the light receiving elements 37 and 38, a signal representing the rotation of the plane of polarization, that is, magnetically recorded data is obtained. Reference numeral 39 indicates a magnet (or electromagnet) used when recording data on the magneto-optical disk 9A.

第14a図から第14c図は上述した光学素子1゜2ま
たは3の製造方法を示している。
14a to 14c show a method of manufacturing the optical element 1.degree. 2 or 3 described above.

まず、Ti子ビーム・リソグラフィ、その他の方法によ
って光学素子の合成グレーティング・パターンが形成さ
れ、これを原型として転写法、電鋳法等によりスタンパ
14が作成される(第14a図)。
First, a composite grating pattern of an optical element is formed by Ti beam lithography or other methods, and a stamper 14 is created using this as a model by a transfer method, an electroforming method, etc. (FIG. 14a).

次に、ガラス等の透明基板10上に紫外線硬化型の透明
樹脂13を塗布しく第14b図)、その上にスタンパ】
4を置く。そして、スタンパ14と基板10との間に適
当な圧力を加えながら、基板10側から紫外線を照射し
、樹脂13を硬化させる(第14c図)。スタンパ14
を取外せば、基板10上に合成グレーティング・パター
ンが形成された光学素子が得られる。基板10と合成グ
レーティング・パターンの両方を一体的に樹脂成形して
もよい。
Next, an ultraviolet curable transparent resin 13 is applied onto a transparent substrate 10 such as glass (Fig. 14b), and a stamper is placed on top of it.
Place 4. Then, while applying an appropriate pressure between the stamper 14 and the substrate 10, ultraviolet rays are irradiated from the substrate 10 side to harden the resin 13 (FIG. 14c). Stamper 14
Once removed, an optical element with a composite grating pattern formed on the substrate 10 is obtained. Both the substrate 10 and the composite grating pattern may be integrally resin molded.

第15図および第1B図はこの発明の第4の実施例の光
学素子を示している。
FIG. 15 and FIG. 1B show an optical element according to a fourth embodiment of the invention.

この光学素子4では、入射光の波長λの1/2以下の周
期をもつ2si類の超高密度等間隔直線状グレーティン
グ41および42が基板40上に形成されている。第1
の超高密度グレーティング41は適当な間隔をあけて設
けられており、その包絡線は鎖線43で示すようにji
3の不等間隔直線状グレーティングを表わしている。こ
の実施例では第3のグレーティング43は不等間隔グレ
ーティングであり、その最小間隔(周期)は入射光の波
長λ以上である。第3のグレーティング43の凹溝に相
当する部分に第2の超高密度グレーティング42が設け
られており、この第2の超高密度グレーティング42は
第1の超高密度グレーティング41に直交している。両
超高密度グレーティング41と42の厚さ(深さ)は等
しい。
In this optical element 4, ultra-high density equally spaced linear gratings 41 and 42 of the 2si type having a period of 1/2 or less of the wavelength λ of the incident light are formed on a substrate 40. 1st
The ultra-high-density gratings 41 are provided at appropriate intervals, and their envelopes are ji
3 represents a non-uniformly spaced linear grating. In this embodiment, the third grating 43 is an irregularly spaced grating, and its minimum interval (period) is equal to or greater than the wavelength λ of the incident light. A second ultra-high density grating 42 is provided in a portion corresponding to the groove of the third grating 43, and this second ultra-high density grating 42 is orthogonal to the first ultra-high density grating 41. . Both ultra-high density gratings 41 and 42 have the same thickness (depth).

周期が入射光の波長λの1/2以下の超高密度グレーテ
ィングは入射光を回折することはな((入射光はそのま
ま透過する)、入射光に対して複屈折特性を示す。すな
わち、入射光の偏光方向に応じて異なる屈折率を示す。
An ultra-high-density grating with a period of 1/2 or less of the wavelength λ of the incident light does not diffract the incident light (the incident light is transmitted as is), but exhibits birefringence characteristics with respect to the incident light. It exhibits a different refractive index depending on the polarization direction of the light.

第1の超高密度グレーティング41の周期をA 、凸条
の幅をalとする。第2の超高密度グレーティング42
の周期をΔ2.凸条の幅をa2とする。これらの超高密
度グレーティング41.42のデユーティ比にはそれぞ
れa /Δ 、a 2 / A 2で表わされる。超高
密1 度グレーティング41.42は複屈折特性を示すがら、
これらのグレーティングに平行な(グレーティングの凸
条の長手方向に平行な)方向の偏光をもつ光に対する屈
折率n、とグレーティングに垂直な方向の偏光の光に対
する屈折率nAとは異なる値を示し、しかもこれらの屈
折率n、、nムは第18図に示すようにデユーティ比k
に応じて変化する。第18図において、noはグレーテ
ィング媒質の屈折率、1は空気の屈折率である。デユー
ティ比がgの場合のグレーティングに平行な方向の屈折
率n、(1))とデユーティ比がmの場合のグレーティ
ングに垂直な方向の屈折率ni(腸)とは等しい値nb
を示す。
Let the period of the first ultra-high density grating 41 be A, and the width of the protrusions be al. Second ultra-high density grating 42
The period of Δ2. Let the width of the protrusion be a2. The duty ratios of these ultra-high density gratings 41 and 42 are expressed as a/Δ and a2/A2, respectively. Although the ultra-high density 1 degree grating 41,42 exhibits birefringent properties,
The refractive index n for light polarized in a direction parallel to these gratings (parallel to the longitudinal direction of the ridges of the grating) is different from the refractive index nA for light polarized in a direction perpendicular to the gratings, Moreover, these refractive indexes n, , nm are given by the duty ratio k as shown in FIG.
It changes depending on. In FIG. 18, no is the refractive index of the grating medium, and 1 is the refractive index of air. When the duty ratio is g, the refractive index n in the direction parallel to the grating ((1)) is equal to the refractive index ni (intestine) in the direction perpendicular to the grating when the duty ratio is m, which is the same value nb
shows.

超高密度グレーティング41における屈折率nz、n五
に下添字1を付し、超高密度グレーティング42におけ
る屈折率nl、n、に下添字2を付して表わす。n1五
−n2.−nbとなるようにこれらの超高密度グレーテ
ィング41.42のデユーティ比(グレーティング41
のデユーティ比がm。
The refractive indexes nz and n5 of the ultra-high density grating 41 are represented by a subscript 1, and the refractive indices nl and n of the ultra-high density grating 42 are represented by a subscript 2. n15-n2. The duty ratio of these ultra-high density gratings 41.42 (grating 41
The duty ratio of is m.

グレーティング42のデユーティ比がp)を定めると、
第17a図に示すように、グレーティング41の方向に
垂直な(グレーティング42の方向に平行な)偏光をも
つ入射光に対しては、この光学素子4は−様な屈折率を
もつ板状体となるから、この入射光は光学素子4を通過
し9回折現象は生じない。上記のようにグレーティング
のデユーティ比を定めると、第18図から*  ’ +
7”” n  、  n 2j−n   (n  ≠m
 )となり、グレーティング41のCa      C 方向に平行な(グレーティング42の方向に垂直な)偏
光をもつ入射光に対しては、光学素子4は第3のグレー
ティング43の周期で屈折率が変化したグレーティング
となる。したがって、第17b図に示すように、このよ
うな入射光はグレーティング43によって回折される。
When the duty ratio of the grating 42 determines p),
As shown in FIG. 17a, for incident light with polarization perpendicular to the direction of the grating 41 (parallel to the direction of the grating 42), this optical element 4 becomes a plate-like body with a -like refractive index. Therefore, this incident light passes through the optical element 4 and no diffraction phenomenon occurs. If the duty ratio of the grating is determined as above, from Fig. 18 * ' +
7”” n , n 2j−n (n ≠ m
), and for incident light with polarization parallel to the Ca C direction of the grating 41 (perpendicular to the direction of the grating 42), the optical element 4 acts as a grating whose refractive index changes with the period of the third grating 43. Become. Therefore, such incident light is diffracted by the grating 43, as shown in FIG. 17b.

このようにして、光学素子4は偏光ビーム・スプリッタ
の機能をもつことになる。しかもグレーティング43の
周期はその幅方向に変化しているから光学素子4はシリ
ンドリカル・グレーティング・レンズと同等の機能をも
つことになる。
In this way, the optical element 4 has the function of a polarizing beam splitter. Furthermore, since the period of the grating 43 changes in its width direction, the optical element 4 has a function equivalent to that of a cylindrical grating lens.

グレーティング43の凸条と凹溝の屈折率差はn  −
n  であるから、最大の回折効率(1次光a    
  C の回折効率)が得られるグレーティングの厚さd(第1
6図参照)はd−λ/2<n  −n  )で与えa 
     C られる。第19図は入射光の偏光角に対する1次回折光
の回折効率(実線で示す)および0次光の透過効率(破
線で示す)を示している。第17a図に示す入射光の偏
光角を0としている。
The refractive index difference between the convex stripes and the concave grooves of the grating 43 is n −
n, the maximum diffraction efficiency (first-order light a
The grating thickness d (first
(see Figure 6) is given by d-λ/2<n-n) a
C. Can be done. FIG. 19 shows the diffraction efficiency of first-order diffracted light (shown by a solid line) and the transmission efficiency of zero-order light (shown by a broken line) with respect to the polarization angle of incident light. The polarization angle of the incident light shown in FIG. 17a is set to 0.

−例を示すと、n−1,57の紫外線硬化樹脂を用いて
グレーティング41.42を作製した場合、1−0.4
1.  m−0,67のときn b −1,27となる
。またn  ”” 1−41+  n  −1、15と
なり、このときの厚さa              
C はd −1,52μmとなる。入射光の波長はλ−0.
78μmである。
- For example, when grating 41.42 is made using n-1,57 ultraviolet curing resin, 1-0.4
1. When m-0,67, n b -1,27. Also, n ”” 1-41+ n -1, 15, and the thickness a at this time is
C is d −1,52 μm. The wavelength of the incident light is λ-0.
It is 78 μm.

このような光学素子4は、第20図に示すように、光磁
気ディスクの光ピックアップ装置として利用することが
できる。第20図において第13図に示すものと同一物
には同一符号が付しである。第13図に示すシリンドリ
カル・レンズ36および光学素子3に代えて、光学素子
4および集光レンズ47、48が配置されている。光磁
気ディスク9Aからの反射光のうち光学素子4で回折さ
れた光が集光レンズ47を経て受光素子37に入射し、
この受光素子37の出力に基づいてフォーカシング・エ
ラー信号およびトラッキング・エラー信号が生成される
。光学素子4を透過した光は集光レンズ48を経て受光
素子38に入射する。受光素子37と38の出力信号に
基づいて読取信号が生成される。
Such an optical element 4, as shown in FIG. 20, can be used as an optical pickup device for a magneto-optical disk. In FIG. 20, the same components as those shown in FIG. 13 are given the same reference numerals. In place of the cylindrical lens 36 and optical element 3 shown in FIG. 13, an optical element 4 and condensing lenses 47 and 48 are arranged. Of the reflected light from the magneto-optical disk 9A, the light diffracted by the optical element 4 passes through the condenser lens 47 and enters the light receiving element 37,
A focusing error signal and a tracking error signal are generated based on the output of the light receiving element 37. The light transmitted through the optical element 4 passes through the condenser lens 48 and enters the light receiving element 38 . A read signal is generated based on the output signals of the light receiving elements 37 and 38.

第21a図から第21c図は光学素子4の作製方法を示
すものである。基板40上に反応性イオン・エツチング
(またはイオン・ビーム・エツチング)によるエツチン
グ・レートの高いレジストまたは他の媒質44を厚く塗
布し、その上にエツチング・レートの低い電子ビームφ
レジスト45を薄く塗布する(第21a図)。電子ビー
ム・リソグラフィにより電子ビーム・レジスト45上に
、グレーティング41.42に対応する超高密度グレー
ティングを形成する(第21b図)。最後に、電子ビー
ム・レジストによる超高密度グレーティングをマスクと
して反応性イオン・エツチングによって媒質44をエツ
チングする(m21c図)。グレーティングの厚さdは
レジスト45および媒質44の厚さによって制御される
21a to 21c show a method of manufacturing the optical element 4. FIG. A resist or other medium 44 with a high etching rate by reactive ion etching (or ion beam etching) is coated thickly on the substrate 40, and an electron beam φ with a low etching rate is applied thereon.
A thin layer of resist 45 is applied (FIG. 21a). Ultra-high density gratings corresponding to the gratings 41 and 42 are formed on the electron beam resist 45 by electron beam lithography (FIG. 21b). Finally, the medium 44 is etched by reactive ion etching using the ultra-high density grating made of electron beam resist as a mask (Figure m21c). The thickness d of the grating is controlled by the thickness of the resist 45 and medium 44.

このようにして作製された光学素子を原型としてスタン
パを作製し、このスタンパを用いて光学素子4を複製す
ることもできる。
It is also possible to produce a stamper using the optical element thus produced as a prototype, and use this stamper to duplicate the optical element 4.

上記実施例では、第3のグレーティングとしてシリンド
リカル・グレーティング・レンズが示されているが、他
のタイプのグレーティング、たとえば等間隔グレーティ
ング、円弧状グレーティング等任意の形のものを採用し
うる。
In the above embodiments, a cylindrical grating lens is shown as the third grating, but other types of gratings, such as equally spaced gratings, circular arc gratings, and other arbitrary shapes may be employed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の第1の実施例の光学素子を示す平面
図である。 第2図は第1図の■−■線にそう断面図である。 第3a図はマイクロ・フレネル・レンズの断面図、第3
b図は等間隔グレーティングの断面図である。 第4図は光学素子の変形例を示す断面図である。 第5図は第1図に示す光学素子を用いた光ピックアップ
装置の光学的構成を示すものである。 第6図はこの発明の第2の実施例の光学素子を示す斜視
図である。 第7図は第6図の■−■線にそう拡大断面図である。 第8図は第6図に示す光学素子を用いた光ピックアップ
装置の光学的構成を示すものである。 第9図はこの発明の第3の実施例の光学素子を示す平面
図である。 第1θ図は第9図のX−X線にそう断面図である。 第11図は第1O図の一部の拡大図である。 第12図は第3の実施例による光学素子の偏光分離作用
を示すものである。 第13図は第9図に示す光学素子を用いた光ピックアッ
プ装置の光学的構成を示すものである。 第14a図から第14c図は上述した光学素子の製造方
法を説明するものである。 第15図はこの発明の第4の実施例の光学素子を示す斜
視図である。 第16図は第15図の一部を拡大して示すものである。 第17a図および第17b図は第15図に示す光学素子
の機能を説明するためのものである。 第18図はデユーティ比と屈折率との関係を示すグラフ
である。 第19図は入射偏光角と回折効率との関係を示すグラフ
である。 第20図は第15図に示す光学素子を用いた先ピックア
ップ装置の光学的構成を示すものである。 第21a図から第21c図は第15図に示す光学素子の
製造方法を示すものである。 1.2,3.4・・・光学素子。 9・・・光ディスク。 9A・・・光磁気ディスク。 10、20.30.40・・・基板。 11、21.31・・・フレネル帝しンズ拳パターン。 12・・・等間隔直線状グレーティング。 22・・・不等間隔直線状グレーティング。 32・・・高密度グレーティング。 41、42・・・超高密度グレーティング。 43・・・第3のグレーティング。
FIG. 1 is a plan view showing an optical element according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along the line ■--■ in FIG. 1. Figure 3a is a cross-sectional view of the micro Fresnel lens;
Figure b is a cross-sectional view of the equally spaced grating. FIG. 4 is a sectional view showing a modification of the optical element. FIG. 5 shows an optical configuration of an optical pickup device using the optical element shown in FIG. 1. FIG. 6 is a perspective view showing an optical element according to a second embodiment of the invention. FIG. 7 is an enlarged sectional view taken along the line ■--■ in FIG. 6. FIG. 8 shows the optical configuration of an optical pickup device using the optical element shown in FIG. 6. FIG. 9 is a plan view showing an optical element according to a third embodiment of the invention. FIG. 1θ is a sectional view taken along the line X--X in FIG. 9. FIG. 11 is an enlarged view of a portion of FIG. 1O. FIG. 12 shows the polarization separation effect of the optical element according to the third embodiment. FIG. 13 shows the optical configuration of an optical pickup device using the optical element shown in FIG. 9. 14a to 14c illustrate a method of manufacturing the above-mentioned optical element. FIG. 15 is a perspective view showing an optical element according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 16 is an enlarged view of a part of FIG. 15. FIGS. 17a and 17b are for explaining the function of the optical element shown in FIG. 15. FIG. 18 is a graph showing the relationship between duty ratio and refractive index. FIG. 19 is a graph showing the relationship between the incident polarization angle and the diffraction efficiency. FIG. 20 shows the optical configuration of a first pickup device using the optical element shown in FIG. 15. 21a to 21c show a method of manufacturing the optical element shown in FIG. 15. 1.2, 3.4... optical element. 9...Optical disc. 9A...Magneto-optical disk. 10, 20.30.40...Substrate. 11, 21.31... Fresnel Emperor Shinzuken pattern. 12... Equally spaced linear grating. 22... Unequally spaced linear grating. 32...High density grating. 41, 42...Ultra high density grating. 43...Third grating.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)互いに異なる2種類のグレーティング・パターン
が重畳されて構成される合成グレーティング・パターン
が基板に形成されている光学素子。
(1) An optical element in which a composite grating pattern formed by superimposing two different types of grating patterns is formed on a substrate.
(2)2種類のグレーティング・パターンのうちの一方
が、フレネル・レンズ・パターンである、請求項(1)
に記載の光学素子。
(2) Claim (1), wherein one of the two types of grating patterns is a Fresnel lens pattern.
The optical element described in .
(3)2種類のグレーティング・パターンのうちの他方
が等間隔の直線状グレーティング・パターンである、請
求項(2)に記載の光学素子。
(3) The optical element according to claim (2), wherein the other of the two types of grating patterns is a linear grating pattern with equal intervals.
(4)2種類のグレーティング・パターンのうちの他方
が不等間隔の直線状グレーティング・パターンである、
請求項(2)に記載の光学素子。
(4) the other of the two types of grating patterns is a linear grating pattern with uneven intervals;
The optical element according to claim (2).
(5)2種類のグレーティング・パターンのうちの一方
が、入射光の波長以上の間隔をもつものであり、他方が
入射光の1波長から1/2波長の間の周期をもつ高密度
グレーティング・パターンである請求項(1)に記載の
光学素子。
(5) One of the two types of grating patterns has a spacing greater than the wavelength of the incident light, and the other has a high-density grating pattern with a period between 1 wavelength and 1/2 wavelength of the incident light. The optical element according to claim 1, which is a pattern.
(6)2種類のグレーティング・パターンのうちの一方
がフレネル・レンズ・パターンである請求項(5)に記
載の光学素子。
(6) The optical element according to claim 5, wherein one of the two types of grating patterns is a Fresnel lens pattern.
(7)入射光の波長の1/2以下の周期をもちかつ互い
に直交する2種類の超高密度グレーティングを有し、 第1の種類の超高密度グレーティングが、入射光の1波
長以上の間隔の第3のグレーティングを表わす包絡線パ
ターンを形成するように配置され、 第2の種類の超高密度グレーティングが、第3のグレー
ティングの溝に相当する部分に設けられ、 第1の種類の超高密度グレーティングと第2の種類の超
高密度グレーティングの厚さが等しく設定されている、 光学素子。
(7) It has two types of ultra-high-density gratings that have a period of 1/2 or less of the wavelength of the incident light and are orthogonal to each other, and the first type of ultra-high-density grating has an interval of at least one wavelength of the incident light. are arranged to form an envelope pattern representing a third grating of the second type, a second type of ultra-high density grating is provided in a portion corresponding to the grooves of the third grating, and a second type of ultra-high density grating is provided in a portion corresponding to the grooves of the third grating; An optical element in which the thickness of a density grating and a second type of ultra-high density grating are set to be equal.
(8)第1の種類の超高密度グレーティングにおけるグ
レーティングに直交する方向の屈折率と、第2の種類の
超高密度グレーティングにおけるグレーティングに平行
な方向の屈折率とが等しくなるように、これら2種類の
超高密度グレーティングのデューティ比が決定されてい
る、請求項(7)に記載の光学素子。
(8) The refractive index of the first type of ultra-high density grating in the direction perpendicular to the grating is equal to the refractive index of the second type of ultra-high density grating in the direction parallel to the grating. 8. The optical element according to claim 7, wherein the duty ratio of the ultra-high density grating is determined.
(9)上記包絡線パターンによって表わされる第3のグ
レーティングが不等間隔グレーティングである、請求項
(7)に記載の光学素子。
(9) The optical element according to claim 7, wherein the third grating represented by the envelope pattern is an unevenly spaced grating.
(10)レーザ光源からのレーザ光を3つの光ビームに
分割しかつこれらの光ビームをコリメートして対物レン
ズに入射させるための光学素子として、フレネル・レン
ズ・パターンと等間隔グレーティング・パターンとが重
畳されて構成される合成グレーティング・パターンが基
板に形成された光学素子が用いられている光ピックアッ
プ装置。
(10) A Fresnel lens pattern and an equally spaced grating pattern are used as optical elements for splitting the laser light from the laser light source into three light beams, collimating these light beams, and making them incident on the objective lens. An optical pickup device that uses an optical element in which a composite grating pattern formed by overlapping is formed on a substrate.
(11)対物レンズを通してコリメートされた光学的記
録媒体からの反射光を受光素子に導くための光学素子と
して、フレネル・レンズ・パターンと不等間隔グレーテ
ィング・パターンとが重畳されて構成される合成グレー
ティング・パターンが基板に形成された光学素子が用い
られている光ピックアップ装置。
(11) A composite grating constructed by superimposing a Fresnel lens pattern and an unevenly spaced grating pattern as an optical element for guiding reflected light from an optical recording medium collimated through an objective lens to a light receiving element.・An optical pickup device that uses an optical element with a pattern formed on a substrate.
(12)光磁気記録媒体からの反射光を受光素子に導く
ための光学素子の1つとして、フレネル・レンズ・パタ
ーンと反射光の1波長から1/2波長の間の周期をもつ
高密度グレーティング・パターンとが重畳されて構成さ
れる合成グレーティング・パターンが基板に形成された
光学素子が用いられている光ピックアップ装置。
(12) A Fresnel lens pattern and a high-density grating with a period between 1 wavelength and 1/2 wavelength of the reflected light as one of the optical elements for guiding the reflected light from the magneto-optical recording medium to the light receiving element. - An optical pickup device that uses an optical element in which a composite grating pattern formed by superimposing patterns on a substrate is formed.
(13)光磁気記録媒体からの反射光を受光素子に導く
ための光学素子の1つとして、 入射光の波長の1/2以下の周期をもちかつ互いに直交
する2種類の超高密度グレーティングを有し、 第1の種類の超高密度グレーティングが、入射光の1波
長以上の間隔の第3のグレーティングを表わす包絡線パ
ターンを形成するように配置され、 第2の種類の超高密度グレーティングが、第3のグレー
ティングの溝に相当する部分に設けられ、 第1の種類の超高密度グレーティングと第2の種類の超
高密度グレーティングの厚さが等しく設定されており、 第1の種類の超高密度グレーティングにおけるグレーテ
ィングに直交する方向の屈折率と、第2の種類の超高密
度グレーティングにおけるグレーティングに平行な方向
の屈折率とが等しくなるように、これら2種類の超高密
度グレーティングのデューティ比が決定されており、 上記包絡線パターンによって表わされる第3のグレーテ
ィングが不等間隔グレーティングである、 そのような光学素子が用いられている光ピックアップ装
置。
(13) As one of the optical elements for guiding the reflected light from the magneto-optical recording medium to the light-receiving element, two types of ultra-high-density gratings, which have a period less than 1/2 of the wavelength of the incident light and are orthogonal to each other, are used. the first type of ultra-dense gratings are arranged to form an envelope pattern representing third gratings spaced apart by one or more wavelengths of incident light, and the second type of ultra-dense gratings are , provided in a portion corresponding to the groove of the third grating, the thickness of the first type of ultra-high density grating and the second type of ultra-high density grating are set equal, and the thickness of the first type of ultra-high density grating is set equal to The duty ratio of these two types of ultra-high-density gratings is set such that the refractive index in the direction perpendicular to the grating in the high-density grating and the refractive index in the direction parallel to the grating in the second type of ultra-high-density grating are equal. is determined, and the third grating represented by the envelope pattern is an unevenly spaced grating.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0807842A3 (en) * 1996-05-14 1998-11-18 Sick AG Optical arrangement with diffractive optical element
JP2006049902A (en) * 2004-08-03 2006-02-16 Samsung Electronics Co Ltd Optical system for spatially controlling the polarization of light and method of making the same
US7483214B2 (en) 2001-12-03 2009-01-27 Toppan Printing Co., Ltd. Lens array sheet, transparent screen, and rear-projection display
WO2009113467A1 (en) * 2008-03-14 2009-09-17 Ricoh Company, Ltd. Optical pickup device and optical information processing apparatus using the optical pickup device
JP2010085625A (en) * 2008-09-30 2010-04-15 Dainippon Printing Co Ltd Method for manufacturing three-dimensional patterned body
JP2011198463A (en) * 2000-06-29 2011-10-06 Panasonic Corp Diffractive optical element, optical head device, and optical information processing device
WO2016021075A1 (en) * 2014-08-08 2016-02-11 株式会社メニコン Diffractive multi-focal lens and method for manufacturing diffractive multi-focal lens
JP2024052880A (en) * 2018-11-16 2024-04-12 マジック リープ, インコーポレイテッド Superimposed diffraction grating for eyepiece lens

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5490133A (en) * 1990-10-05 1996-02-06 Hitachi, Ltd. Optical information processing apparatus and method of controlling position of optical spot and reproducing signals
JP2865223B2 (en) * 1990-12-28 1999-03-08 松下電子工業株式会社 Polarizing plate for optical pickup and optical pickup device
US5410468A (en) * 1992-06-26 1995-04-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical pick-up apparatus
EP0581519B1 (en) * 1992-07-30 1998-05-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical pick-up apparatus
US5815293A (en) * 1993-02-01 1998-09-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Compound objective lens having two focal points
US5612942A (en) * 1993-11-19 1997-03-18 Nec Corporation Optical head
JPH09500459A (en) * 1994-05-02 1997-01-14 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ Light transmitting optical element having anti-reflection diffraction grating
JPH07311961A (en) * 1994-05-16 1995-11-28 Nippon Steel Corp Optical pickup
IL112395A (en) * 1995-01-19 1998-09-24 Rotlex 1994 Ltd Optical device and a method of utilizing such device for optically examining objects
US5728324A (en) * 1995-01-31 1998-03-17 Digital Optics Corporation Molding diffractive optical elements
JP3507632B2 (en) * 1996-09-17 2004-03-15 株式会社東芝 Diffraction grating lens
US6330118B1 (en) 1999-04-08 2001-12-11 Aerial Imaging Corporation Dual focus lens with extended depth of focus
JP2001043544A (en) * 1999-07-28 2001-02-16 Nec Corp Optical head device
US6466371B1 (en) 2000-01-26 2002-10-15 Aerial Imaging Corporation Diffractive lens with gratings modified to offset effects caused by holding the lens at an angle with respect to a light source
JP2001343512A (en) * 2000-05-31 2001-12-14 Canon Inc Diffractive optical element and optical system having the same
US6700712B2 (en) * 2001-11-13 2004-03-02 3M Innovative Properties Company Multidirectional single surface optically shaped film
US7245407B2 (en) * 2002-06-10 2007-07-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Complex objective lens compatible with information media of different thicknesses
DE10322238B4 (en) * 2003-05-17 2007-10-31 Carl Zeiss Smt Ag Diffractive optical element and projection lens with such an element
DE10324468B4 (en) * 2003-05-30 2006-11-09 Carl Zeiss Smt Ag Microlithographic projection exposure apparatus, projection objective therefor and optical element included therein
JP4245995B2 (en) * 2003-07-02 2009-04-02 株式会社リコー Optical pickup and optical information processing apparatus using the same
JP4344224B2 (en) * 2003-11-21 2009-10-14 浜松ホトニクス株式会社 Optical mask and MOPA laser device
WO2005059604A1 (en) * 2003-12-17 2005-06-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Fresnel optical element and projection type display device
JP4451268B2 (en) 2004-03-04 2010-04-14 株式会社リコー Optical element and manufacturing method thereof, optical product using the same, optical pickup, and optical information processing apparatus
JP3972919B2 (en) * 2004-04-19 2007-09-05 コニカミノルタホールディングス株式会社 Method for manufacturing birefringent optical element
TWI404060B (en) 2004-12-01 2013-08-01 Hoya股份有限公司 Optical component design method, optical system, optical device of optical disk drive, objective lens and optical disk drive
DE102005004419A1 (en) * 2005-01-31 2006-08-03 Sick Ag Optoelectronic sensor
US7207700B2 (en) * 2005-09-22 2007-04-24 Visteon Global Technologies, Inc. Near field lens with spread characteristics
WO2009006747A1 (en) * 2007-07-12 2009-01-15 Heptagon Oy Optical element, illumination system and method of designing an optical element
JP5342244B2 (en) * 2009-01-06 2013-11-13 株式会社メニコン Method for manufacturing aphakic intraocular lens
SG10201402266XA (en) * 2009-02-12 2014-10-30 Univ Arizona State Diffractive trifocal lens
GB2469693A (en) * 2009-04-25 2010-10-27 Optovate Ltd A controllable light directional distributor for an illumination apparatus
US7763841B1 (en) * 2009-05-27 2010-07-27 Microsoft Corporation Optical component for a depth sensor
KR20130073429A (en) * 2011-12-23 2013-07-03 삼성전자주식회사 Zoneplate and device for measuring mask pattern comprisng the zoneplate
TWI575257B (en) * 2012-12-17 2017-03-21 鴻海精密工業股份有限公司 Optical coupling lens and optical communication module
TW201426153A (en) * 2012-12-24 2014-07-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Light modulator
JP6425415B2 (en) * 2014-05-02 2018-11-21 株式会社エンプラス Light flux control member, light emitting device and lighting device
EP3130314A1 (en) 2015-08-12 2017-02-15 PhysIOL SA Trifocal intraocular lens with extended range of vision and correction of longitudinal chromatic aberration

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1483636A (en) * 1922-12-07 1924-02-12 Paul P Horni Lens
US1944154A (en) * 1930-02-10 1934-01-23 Gen Motors Res Corp Stop light lens
US3020395A (en) * 1957-05-27 1962-02-06 Phoenix Glass Co Lighting device
US3504606A (en) * 1967-04-28 1970-04-07 Stanford Research Inst Photography using spatial filtering
US3533340A (en) * 1967-06-19 1970-10-13 Stanford Research Inst Photographic coding-decoding system
US3536371A (en) * 1967-07-20 1970-10-27 Daniel Post Method and means for producing and utilizing arrays of diffraction type lenses for micro-electronics mask making
US3603668A (en) * 1970-01-29 1971-09-07 Philips Corp Composite diffraction grating formed from superimposed aligned gratings
US3839108A (en) * 1970-07-22 1974-10-01 Us Navy Method of forming a precision pattern of apertures in a plate
US3972593A (en) * 1974-07-01 1976-08-03 Minnesota Mining And Manufacturing Company Louvered echelon lens
US4130346A (en) * 1977-10-03 1978-12-19 Zenith Radio Corporation Super imposed fresnel lenses for channel indicators
US4448485A (en) * 1981-07-10 1984-05-15 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Harmonic generation using a surface of metal particles
NL8303932A (en) * 1982-11-17 1984-06-18 Pioneer Electronic Corp RECORDING DEVICE FOR OPTICAL PLATE.
JPS60103308A (en) * 1983-11-11 1985-06-07 Pioneer Electronic Corp Manufacture of micro fresnel lens
US4871233A (en) * 1987-05-12 1989-10-03 Sheiman David M Thin plate prism and stereoscopic system
EP0309744A3 (en) * 1987-09-29 1989-06-28 Siemens Aktiengesellschaft Arrangement with a thin-film waveguide extending in a flat manner

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0807842A3 (en) * 1996-05-14 1998-11-18 Sick AG Optical arrangement with diffractive optical element
US6069737A (en) * 1996-05-14 2000-05-30 Sick Ag Optical arrangement with a diffractive optical element
JP2011198463A (en) * 2000-06-29 2011-10-06 Panasonic Corp Diffractive optical element, optical head device, and optical information processing device
US7483214B2 (en) 2001-12-03 2009-01-27 Toppan Printing Co., Ltd. Lens array sheet, transparent screen, and rear-projection display
JP2006049902A (en) * 2004-08-03 2006-02-16 Samsung Electronics Co Ltd Optical system for spatially controlling the polarization of light and method of making the same
WO2009113467A1 (en) * 2008-03-14 2009-09-17 Ricoh Company, Ltd. Optical pickup device and optical information processing apparatus using the optical pickup device
JP2010085625A (en) * 2008-09-30 2010-04-15 Dainippon Printing Co Ltd Method for manufacturing three-dimensional patterned body
WO2016021075A1 (en) * 2014-08-08 2016-02-11 株式会社メニコン Diffractive multi-focal lens and method for manufacturing diffractive multi-focal lens
US10747022B2 (en) 2014-08-08 2020-08-18 Menicon Co., Ltd. Diffractive multi-focal lens and method for manufacturing diffractive multi-focal lens
JP2024052880A (en) * 2018-11-16 2024-04-12 マジック リープ, インコーポレイテッド Superimposed diffraction grating for eyepiece lens

Also Published As

Publication number Publication date
US5122903A (en) 1992-06-16
JP3077156B2 (en) 2000-08-14

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